(57)【要約】【課題】無線LANシステムにおいて隠れ端末関係にある無線端末同士を高い精度で検出する。【解決手段】本発明の無線局は、第１および第２の無線端末の第１および第２の通信遅延を測定と、各前記無線端末の第１および第２の伝送レートと、キャリアセンスの初期バックオフ時間の範囲とから、各前記無線端末にそれぞれ送信する応答要求フレームの送信タイミングと、各前記無線端末から返信される応答フレームの応答フレーム長とを決定する手段と、各前記応答フレーム長の応答フレームを各前記伝送レートで返信することを要求する前記応答要求フレームを各前記無線端末に各前記送信タイミングでそれぞれ送信する手段と、各前記無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームの衝突を検知したとき、各前記無線端末が隠れ端末関係にあることを検出する障害検出手段と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアセンス方式で第１および第２の無線端末と無線通信を行う無線局であって、
第１および第２の無線端末と通信して第１および第２の通信遅延を測定する通信遅延測定手段と、
前記第１および第２の無線端末の第１および第２の伝送レートを決定する伝送レート決定手段と、
前記第１および第２の伝送レートと、前記第１および第２の通信遅延と、キャリアセンスの初期バックオフ時間の範囲とから、前記第１および第２の無線端末にそれぞれ送信する応答要求フレームの第１および第２の送信タイミングと、前記第１および第２の無線端末から返信される応答フレームの第１および第２の応答フレーム長とを決定するタイミングおよびフレーム長決定手段と、
前記第１および第２の応答フレーム長の応答フレームを前記第１および第２の伝送レートで返信することを要求する前記応答要求フレームを前記第１および第２の無線端末に前記第１および第２の送信タイミングでそれぞれ送信するフレーム送信手段と、
前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームを受信するフレーム受信手段と、
前記応答フレームの衝突を検知したとき、前記第１および第２の無線端末が隠れ端末関係にあることを検出する障害検出手段と、を備え、
前記タイミングおよびフレーム長決定手段は、前記第１および第２の無線端末が前記隠れ端末関係にあったとした場合に、前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームが衝突するように前記第１および第２の応答フレーム長と前記第１および第２の送信タイミングとを決定する
ことを特徴とする無線局。
【請求項２】
前記伝送レート決定手段は、前記第１および第２の伝送レートをそれぞれ同一の値に決定し、
前記タイミングおよびフレーム長決定手段は、
前記初期バックオフ時間の範囲の大きさ以上の占有時間をもつように前記第１および第２の応答フレーム長を決定し、
前記第１および第２の通信遅延のうち大きい方の無線機器へ先に送信し、小さい方の無線機器へ前記第１および第２の通信遅延の差分だけ遅らせて送信するように前記第１および第２の送信タイミングを決定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線局。
【請求項３】
前記伝送レート決定手段は、前記第１および第２の伝送レートをそれぞれ同一の値に決定し、
前記タイミングおよびフレーム長決定手段は、
前記初期バックオフ時間の範囲の大きさの２倍以上の占有時間をもつように前記第１および第２の応答フレーム長を決定し、
前記第１および第２の通信遅延のうち大きい方の無線機器へ先に送信し、小さい方の無線機器へ前記第１および第２の通信遅延の差分だけ遅らせて送信するように前記第１および第２の送信タイミングを決定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線局。
【請求項４】
前記第１および第２の無線端末と通信して前記第１および第２の無線端末に設定されている伝送レートを取得する伝送レート取得手段をさらに備え、
前記伝送レート決定手段は、前記第１および第２の無線端末の取得した伝送レートを前記第１および第２の伝送レートとして決定する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の無線局。
【請求項５】
前記障害検出手段は、前記第１および第２の無線端末のそれぞれからの前記応答フレームが前記応答要求フレームの送信から一定時間内に受信できなかったとき前記応答フレームの衝突を検知する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の無線局。
【請求項６】
前記障害検出手段は、前記第１および第２の無線端末のそれぞれから受信した前記応答フレームにそれぞれ再送フラグが立っていたとき、前記応答フレームの衝突を検知する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の無線局。
【請求項７】
キャリアセンス方式で第１および第２の無線端末と無線通信を行う無線局であって、
第１および第２の無線端末と通信して第１および第２の通信遅延を測定する通信遅延測定手段と、
前記第１および第２の無線端末の第１および第２の伝送レートを決定する伝送レート決定手段と、
前記第１および第２の伝送レートと、前記第１および第２の通信遅延と、キャリアセンスの初期バックオフ時間の範囲とから、前記第１および第２の無線端末から返信される応答フレームの応答フレーム長をそれぞれ共通に決定するフレーム長決定手段と、
前記応答フレーム長の応答フレームを返信することを要求する応答要求フレームをマルチキャストまたはブロードキャストにより前記第１および第２の無線端末に同時に送信するフレーム送信手段と、
前記第１および第２の無線端末のそれぞれから送信される前記応答フレームを受信するフレーム受信手段と、
前記応答フレームの衝突を検知したとき、前記第１および第２の無線端末が隠れ端末関係にあることを検出する障害検出手段と、を備え、
前記フレーム長決定手段は、前記第１および第２の無線端末が前記隠れ端末関係にあったとした場合に、前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームが衝突するように前記応答フレーム長を決定する
ことを特徴とする無線局。
【請求項８】
前記伝送レート決定手段は、前記第１および第２の伝送レートをそれぞれ同一の値に決定し、
前記フレーム長決定手段は、
前記第１および第２の通信遅延のうちの大きい方と、前記バックオフ時間の最大値との合計である第１の合計値と、
前記第１および第２の通信遅延のうち小さい方と、前記バックオフ時間の最小値との合計である第２の合計値と
の差分以上の占有時間をもつように前記応答フレーム長を決定する
ことを特徴とする請求項７に記載の無線局。
【請求項９】
前記伝送レート決定手段は、前記第１および第２の伝送レートをそれぞれ同一の値に決定し、
前記第１および第２の通信遅延のうちの大きい方と、前記バックオフ時間の最大値との合計である第１の合計値と、
前記第１および第２の通信遅延のうち小さい方と、前記バックオフ時間の最小値との合計である第２の合計値と
の差分に前記初期バックオフ時間の大きさを加えた値以上の占有時間をもつように前記応答フレーム長を決定する
ことを特徴とする請求項７に記載の無線局。
【請求項１０】
前記第１および第２の無線端末と通信して前記第１および第２の無線端末に設定されている伝送レートを取得する伝送レート取得手段をさらに備え、
前記伝送レート決定手段は、前記第１および第２の無線端末の取得した伝送レートを前記第１および第２の伝送レートとして決定する
ことを特徴とする請求項７ないし９のいずれか一項に記載の無線局。
【請求項１１】
前記障害検出手段は、前記第１および第２の無線端末のそれぞれからの前記応答フレームが前記応答要求フレームの送信から一定時間内に受信できなかったとき前記応答フレームの衝突を検知する
ことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか一項に記載の無線局。
【請求項１２】
前記障害検出手段は、前記第１および第２の無線端末のそれぞれから受信した前記応答フレームにそれぞれ再送フラグが立っていたとき、前記応答フレームの衝突を検知する
ことを特徴とする請求項７ないし１１１のいずれか一項に記載の無線局。
【請求項１３】
キャリアセンス方式で第１および第２の無線端末と無線通信を行う無線局において実行する障害検出方法であって、
第１および第２の無線端末と通信して第１および第２の通信遅延を測定する通信遅延測定ステップと、
前記第１および第２の無線端末の第１および第２の伝送レートを決定する伝送レート決定ステップと、
前記第１および第２の伝送レートと、前記第１および第２の通信遅延と、キャリアセンスの初期バックオフ時間の範囲とから、前記第１および第２の無線端末にそれぞれ送信する応答要求フレームの第１および第２の送信タイミングと、前記第１および第２の無線端末から返信される応答フレームの第１および第２の応答フレーム長とを決定するタイミングおよびフレーム長決定ステップと、
前記第１および第２の応答フレーム長の応答フレームを前記第１および第２の伝送レートで返信することを要求する前記応答要求フレームを前記第１および第２の無線端末に前記第１および第２の送信タイミングでそれぞれ送信するフレーム送信ステップと、
前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームを受信するフレーム受信ステップと、
前記応答フレームの衝突を検知したとき、前記第１および第２の無線端末が隠れ端末関係にあることを検出する障害検出ステップと、を備え、
前記タイミングおよびフレーム長決定ステップは、前記第１および第２の無線端末が前記隠れ端末関係にあったとした場合に、前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームが衝突するように前記第１および第２の応答フレーム長と前記第１および第２の送信タイミングとを決定する
ことを特徴とする障害検出方法。
【請求項１４】
キャリアセンス方式で第１および第２の無線端末と無線通信を行うコンピュータに実行させる障害検出プログラムであって、
第１および第２の無線端末と通信して第１および第２の通信遅延を測定する通信遅延測定ステップと、
前記第１および第２の無線端末の第１および第２の伝送レートを決定する伝送レート決定ステップと、
前記第１および第２の伝送レートと、前記第１および第２の通信遅延と、キャリアセンスの初期バックオフ時間の範囲とから、前記第１および第２の無線端末にそれぞれ送信する応答要求フレームの第１および第２の送信タイミングと、前記第１および第２の無線端末から返信される応答フレームの第１および第２の応答フレーム長とを決定するタイミングおよびフレーム長決定ステップと、
前記第１および第２の応答フレーム長の応答フレームを前記第１および第２の伝送レートで返信することを要求する前記応答要求フレームを前記第１および第２の無線端末に前記第１および第２の送信タイミングでそれぞれ送信するフレーム送信ステップと、
前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームを受信するフレーム受信ステップと、
前記応答フレームの衝突を検知したとき、前記第１および第２の無線端末が隠れ端末関係にあることを検出する障害検出ステップと、を備え、
前記タイミングおよびフレーム長決定ステップは、前記第１および第２の無線端末が前記隠れ端末関係にあったとした場合に、前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームが衝突するように前記第１および第２の応答フレーム長と前記第１および第２の送信タイミングとを決定する
ことを特徴とする障害検出プログラム。
【請求項１５】
キャリアセンス方式で第１および第２の無線端末と無線通信を行う無線局において実行する障害検出方法であって、
第１および第２の無線端末と通信して第１および第２の通信遅延を測定する通信遅延測定ステップと、
前記第１および第２の無線端末の第１および第２の伝送レートを決定する伝送レート決定ステップと、
前記第１および第２の伝送レートと、前記第１および第２の通信遅延と、キャリアセンスの初期バックオフ時間の範囲とから、前記第１および第２の無線端末から返信される応答フレームの応答フレーム長をそれぞれ共通に決定するフレーム長決定ステップと、
前記応答フレーム長の応答フレームを返信することを要求する応答要求フレームをマルチキャストまたはブロードキャストにより前記第１および第２の無線端末に同時に送信するフレーム送信ステップと、
前記第１および第２の無線端末のそれぞれから送信される前記応答フレームを受信するフレーム受信ステップと、
前記応答フレームの衝突を検知したとき、前記第１および第２の無線端末が隠れ端末関係にあることを検出する障害検出ステップと、を備え、
前記フレーム長ステップは、前記第１および第２の無線端末が前記隠れ端末関係にあったとした場合に、前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームが衝突するように前記応答フレーム長を決定する
ことを特徴とする障害検出方法。
【請求項１６】
キャリアセンス方式で第１および第２の無線端末と無線通信を行うコンピュータに実行させる障害検出プログラムであって、
第１および第２の無線端末と通信して第１および第２の通信遅延を測定する通信遅延測定ステップと、
前記第１および第２の無線端末の第１および第２の伝送レートを決定する伝送レート決定ステップと、
前記第１および第２の伝送レートと、前記第１および第２の通信遅延と、キャリアセンスの初期バックオフ時間の範囲とから、前記第１および第２の無線端末から返信される応答フレームの応答フレーム長をそれぞれ共通に決定するフレーム長決定ステップと、
前記応答フレーム長の応答フレームを返信することを要求する応答要求フレームをマルチキャストまたはブロードキャストにより前記第１および第２の無線端末に同時に送信するフレーム送信ステップと、
前記第１および第２の無線端末のそれぞれから送信される前記応答フレームを受信するフレーム受信ステップと、
前記応答フレームの衝突を検知したとき、前記第１および第２の無線端末が隠れ端末関係にあることを検出する障害検出ステップと、を備え、
前記フレーム長ステップは、前記第１および第２の無線端末が前記隠れ端末関係にあったとした場合に、前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームが衝突するように前記応答フレーム長を決定する
ことを特徴とする障害検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線局、通信制御方法及び通信プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
IEEE802.11規格の無線システムでは、電波干渉障害が発生し、無線端末の通信性能が劣化する問題がある。電波干渉を発生する主な要因の１つに隠れ端末問題がある。
【０００３】
IEEE802.11規格に準拠した無線端末は、他の無線端末が送信する無線信号を検出すれば、自身が無線信号を送信するのを回避し、互いの無線信号が干渉することを防止するCSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance）機能が備わっており、無線信号を検出する機能はキャリアセンスと呼ばれる。一方、無線端末同士が壁等の遮蔽物を挟んでお互いにキャリアセンスできない状態となった場合には、自身が無線信号を送信しているにも関わらず、他方がその無線信号をキャリアセンスできずに無線信号の送信を開始し、互いの無線信号が干渉する問題が生じる。一般に、この問題を隠れ端末問題と呼ぶ。干渉したフレームには誤りが発生し破棄されることから、無線端末の通信性能が低下する問題を生じる。
【０００４】
特許文献１に、隠れ端末関係にある無線端末を検出する方式が記載されている。これは、無線端末同士が直接、試験フレームの送受信を試み、送受信が失敗したならばお互いにキャリアセンスが不可能と判断し、隠れ端末関係にあると判定する方式である。
【特許文献１】特開平06-232870号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した通り、上記従来例は、無線端末同士が直接、試験フレームを送受信することで隠れ端末関係の有無を判定している。
【０００６】
しかしながら、IEEE802.11規格におけるインフラストラクチャモードでは、無線端末は自身が接続関係を持つ無線基地局との通信のみを許容しており、無線端末同士が直接、試験フレームを送受信する従来方式は適用できない。仮に、従来方式に従って試験フレームの送受信を試みた場合、他方の無線端末は試験フレームを受信することなく無視するため、常に、隠れ端末関係にあるという判定結果しか返さない問題が生じる。
【０００７】
また、IEEE802.11規格におけるキャリアセンスは、無線信号に変調されているデータの復調は行なわず電磁波の存在のみで判定する。一般に、データの受信信号強度によっては、電磁波の存在が検出されキャリアセンスは成功するが、データの復調には失敗する状態が存在する。この状態で、従来方式に従って試験フレームの送受信を試みた場合、試験フレームの復調が失敗するときは、たとえキャリアセンスが成功する正常な関係にある無線端末同士であってもこれらの無線端末同士を隠れ端末関係にあるとして誤った判定結果を返す問題が生じる。
【０００８】
このように、上記従来例では隠れ端末関係の判定精度に問題がある。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点を鑑み、無線LANシステムにおいて隠れ端末関係にある無線端末同士を高い精度で検出することを可能とする無線局、通信制御方法および通信プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様としての無線局は、
キャリアセンス方式で第１および第２の無線端末と無線通信を行う無線局であって、
第１および第２の無線端末と通信して第１および第２の通信遅延を測定する通信遅延測定手段と、
前記第１および第２の無線端末の第１および第２の伝送レートを決定する伝送レート決定手段と、
前記第１および第２の伝送レートと、前記第１および第２の通信遅延と、キャリアセンスの初期バックオフ時間の範囲とから、前記第１および第２の無線端末にそれぞれ送信する応答要求フレームの第１および第２の送信タイミングと、前記第１および第２の無線端末から返信される応答フレームの第１および第２の応答フレーム長とを決定するタイミングおよびフレーム長決定手段と、
前記第１および第２の応答フレーム長の応答フレームを前記第１および第２の伝送レートで返信することを要求する前記応答要求フレームを前記第１および第２の無線端末に前記第１および第２の送信タイミングでそれぞれ送信するフレーム送信手段と、
前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームを受信するフレーム受信手段と、
前記応答フレームの衝突を検知したとき、前記第１および第２の無線端末が隠れ端末関係にあることを検出する障害検出手段と、を備え、
前記タイミングおよびフレーム長決定手段は、前記第１および第２の無線端末が前記隠れ端末関係にあったとした場合に、前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームが衝突するように前記第１および第２の応答フレーム長と前記第１および第２の送信タイミングとを決定する
ことを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様としての障害検出方法は、
キャリアセンス方式で第１および第２の無線端末と無線通信を行う無線局において実行する障害検出方法であって、
第１および第２の無線端末と通信して第１および第２の通信遅延を測定する通信遅延測定ステップと、
前記第１および第２の無線端末の第１および第２の伝送レートを決定する伝送レート決定ステップと、
前記第１および第２の伝送レートと、前記第１および第２の通信遅延と、キャリアセンスの初期バックオフ時間の範囲とから、前記第１および第２の無線端末にそれぞれ送信する応答要求フレームの第１および第２の送信タイミングと、前記第１および第２の無線端末から返信される応答フレームの第１および第２の応答フレーム長とを決定するタイミングおよびフレーム長決定ステップと、
前記第１および第２の応答フレーム長の応答フレームを前記第１および第２の伝送レートで返信することを要求する前記応答要求フレームを前記第１および第２の無線端末に前記第１および第２の送信タイミングでそれぞれ送信するフレーム送信ステップと、
前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームを受信するフレーム受信ステップと、
前記応答フレームの衝突を検知したとき、前記第１および第２の無線端末が隠れ端末関係にあることを検出する障害検出ステップと、を備え、
前記タイミングおよびフレーム長決定ステップは、前記第１および第２の無線端末が前記隠れ端末関係にあったとした場合に、前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームが衝突するように前記第１および第２の応答フレーム長と前記第１および第２の送信タイミングとを決定する
ことを特徴とする。
【００１２】
本発明の一態様としての障害検出プログラムは、
キャリアセンス方式で第１および第２の無線端末と無線通信を行うコンピュータに実行させる障害検出プログラムであって、
第１および第２の無線端末と通信して第１および第２の通信遅延を測定する通信遅延測定ステップと、
前記第１および第２の無線端末の第１および第２の伝送レートを決定する伝送レート決定ステップと、
前記第１および第２の伝送レートと、前記第１および第２の通信遅延と、キャリアセンスの初期バックオフ時間の範囲とから、前記第１および第２の無線端末にそれぞれ送信する応答要求フレームの第１および第２の送信タイミングと、前記第１および第２の無線端末から返信される応答フレームの第１および第２の応答フレーム長とを決定するタイミングおよびフレーム長決定ステップと、
前記第１および第２の応答フレーム長の応答フレームを前記第１および第２の伝送レートで返信することを要求する前記応答要求フレームを前記第１および第２の無線端末に前記第１および第２の送信タイミングでそれぞれ送信するフレーム送信ステップと、
前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームを受信するフレーム受信ステップと、
前記応答フレームの衝突を検知したとき、前記第１および第２の無線端末が隠れ端末関係にあることを検出する障害検出ステップと、を備え、
前記タイミングおよびフレーム長決定ステップは、前記第１および第２の無線端末が前記隠れ端末関係にあったとした場合に、前記第１および第２の無線端末のそれぞれから返信される前記応答フレームが衝突するように前記第１および第２の応答フレーム長と前記第１および第２の送信タイミングとを決定する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、無線LANシステムにおいて隠れ端末関係にある無線端末同士を高い精度で検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１に、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成例を示す。
【００１６】
図１において、１はネットワークであり、Aはネットワーク１に接続した基地局（AP：Access Point）である。基地局Ａはたとえば本発明の無線局に相当する。２は無線リンクであり、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３は無線リンク２に接続した無線端末(STA：STAtion)である。Bは、無線端末Ｈ２、Ｈ３が送信する電波がお互いに到達しないよう遮蔽する壁である。したがって、無線端末Ｈ２、Ｈ３はお互いに隠れ端末の配置となっており、互いに送信するフレームが衝突する隠れ端末障害を発生する関係にある。基地局Ａ、無線端末Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３はキャリアセンス方式に従って通信を行う。なお、図１には、基地局Ａに接続する無線端末を３台だけ示しているが３台以上の無線端末が基地局Ａと接続しても構わない。
【００１７】
図２に、本実施形態に係る基地局Ａの構成例を示す。
【００１８】
図２に示されるように、基地局Ａは、無線端末Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の物理インタフェース仕様に関する情報（ここでは伝送レート）を取得する情報取得部（伝送レート取得手段）１１と、無線端末Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の通信遅延を測定する通信遅延測定部１２と、試験対象（無線端末Ｈ１〜Ｈ３から選択した２台）の伝送レートと通信遅延と初期バックオフ時間の範囲とに基づいて応答要求フレームを生成して試験対象に送信する応答要求フレーム送信部（伝送レート決定手段、タイミングおよびフレーム長決定手段、フレーム送信手段、フレーム長決定手段）１３と、応答要求フレームに対して試験対象が返信する応答フレームの衝突の有無に応じて隠れ端末障害の有無を判定する障害検出部１４と、無線端末Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３と無線通信を行う無線通信部１５と、ネットワーク１と通信を行う有線または無線の通信部１６とを備えている。情報取得部１１、通信遅延測定部１２、応答要求フレーム送信部１３は無線通信部１５を介してそれぞれの処理を行う。
【００１９】
各要素１１、１２、１３、１４、１５、１６は、ハードウェアとして構成される例を説明したが、これに限定されることなく基地局Ａ上で実行されるソフトウェアとして機能を提供するようにしてもよい。
【００２０】
以下、基地局Ａにおいて、無線端末Ｈ１とＨ２を試験対象とし、無線端末Ｈ１、Ｈ２が隠れ端末障害を引き起こす関係（隠れ端末関係）にあるか否かを検査する処理の流れ（実施例１）について、説明する。基地局Ａによる処理の流れを図７のフローチャートに示す。この処理はたとえばユーザから無線端末Ｈ１、Ｈ２を指定した試験開始指示が入力されることにより行われる（図１参照）。
【００２１】
基地局Ａの情報取得部１１は、無線端末Ｈ１とＨ２が無線通信に使用する物理インタフェース仕様として、各々の伝送レートを取得する（S２１）。伝送レートの取得は、例えば、基地局Ａが各無線端末Ｈ１、Ｈ２に対して問い合わせを行なうフレームを定義することによって行っても構わないし、基地局Ａが過去に無線端末Ｈ１、Ｈ２から受信したフレームに使用されていた伝送レートを記憶しておき、それを参照する方法で取得しても構わない。
【００２２】
次に、通信遅延測定部１２は、基地局Ａと各無線端末Ｈ１、Ｈ２の間の通信遅延を測定する（S２２）。通信遅延の測定には、例えば、基地局Ａから各無線端末Ｈ１、Ｈ２に対してICMP Echo Requestを送信し、返信されるICMP Echo Replyを受信するまでのRTT（Round Trip Time：ラウンドトリップタイム）を計測することで行う。
【００２３】
この際、測定は個別に行い、測定対象の端末にはバックオフを停止するように指示するようにしてもよい。これによりバックオフ時間を含めずに通信遅延を測定することができる。また、測定の精度を高めるため、複数回計測を実施して平均値を算出しても構わない。
【００２４】
また、ICMP Echo Replyに伝播損が発生しMAC層における再送が発生した場合は外乱要因となるため、再送の計測結果を計測対象から除外しても構わない。
【００２５】
ここで、通信遅延を測定する理由は以下による。一般に、各無線端末のネットワーク処理には性能差があり、ICMP Echo Requestを受信してからICMP Echo  Replyを無線リンクに送出するまでの入出力処理時間に差が生じる。この処理時間の差が大きい場合に、これを考慮せずに、後述の応答要求フレーム送信部１３において応答フレームのフレーム長および応答要求フレームの送信タイミングを決定すると、障害検出部１４の精度を低下する要因となる。このため、ICMP Echo を使用して実際に通信遅延を測定しておくことは重要となる。
【００２６】
図３に、基地局Ａが無線端末Ｈ１、Ｈ２の通信遅延を測定するためにICMP Echoフレームを送受信する処理の流れを示す。
【００２７】
基地局Ａは無線端末Ｈ１にICMP Echo Requestフレームを送信し（Ａ１）、無線端末Ｈ１からICMP Echo Replyフレームを受信する（Ａ２）。ここでは無線端末Ｈ１の通信遅延が１００μｓｅｃと測定されたとする。同様に基地局Ａは無線端末Ｈ２にICMP Echo Requestフレームを送信し（Ａ３）、無線端末Ｈ２からICMP Echo Replyフレームを受信する（Ａ４）。ここでは無線端末Ｈ２の通信遅延は２００μｓｅｃと測定されたとする。このように、基地局Ａは、通信遅延の測定に際し、ユニキャストでICMP Echoフレームを送受信する。これは、もし仮に測定する無線端末同士が隠れ端末の関係にある場合には応答フレームに干渉が発生し正確な測定を実施できないためである。
【００２８】
次に、応答要求フレーム送信部１３は、無線端末Ｈ１、Ｈ２の伝送レートおよび通信遅延と、初期バックオフ時間囲とに基づいて、応答要求フレームに対する応答フレームが確実に衝突する応答フレーム長と、応答要求フレームの送信タイミングとを、無線端末毎に決定する（Ｓ２３）。応答フレーム長および送信タイミングは、無線端末Ｈ１、Ｈ２が隠れ端末関係にあると仮定した場合に応答フレームが衝突するように決定する。応答要求フレーム送信部１３は、決定した応答フレーム長の応答フレームを上記伝送レートで返信することを要求する応答要求フレームを、それぞれの送信タイミングで無線端末Ｈ１、Ｈ２に送信する（S２３）。以下ステップＳ２３について詳細に説明する。
【００２９】
まず応答フレームのフレーム長は、応答要求を送信する基地局Ａが明示的に指定できるものとする。例えば、応答要求フレームと応答フレームにはそれぞれICMP Echo RequestとICMP Echo Replyを使用することができる。これは、ICMP Echo ReplyにはICMP Echo Requestと等しいペイロード長で返信する規則が成立していることから、基地局ＡはICMP Echo Requestのペイロード長を制御することで間接的にICMP Echo Replyのペイロード長も制御できるためである。なお、ICMP Echoはユニキャストで送受信するものとする。
【００３０】
ここで、基地局Ａおよび無線端末Ｈ１、Ｈ２はIEEE802.11a規格を使用しており、伝送レートがいずれも54Mbpsであったとする。また、無線端末Ｈ１、Ｈ２の通信遅延がそれぞれ、100μｓｅｃ、200μｓｅｃであったとする（ここではバックオフ機能を停止して通信遅延を測定したとする）。基地局Ａは、たとえば仮にバックオフ時間が同じであったとした場合に無線端末Ｈ１、Ｈ２が同時に応答フレームを送信するように、先に無線端末Ｈ２に対して応答要求フレームを送信し、その後100μｓｅｃ経過した後に無線端末Ｈ１に対して応答要求フレームを送信するように無線端末Ｈ１、Ｈ２の送信タイミングをそれぞれ決定する。
【００３１】
この際、IEEE802.11a規格では、無線端末がデータを送信する前にキャリアセンスを行なう初期バックオフ時間を0〜135μｓｅｃの範囲でランダムに決定しており、これが新たに通信遅延となって生じる。従って、無線端末Ｈ１、Ｈ２の応答フレームを確実に衝突させるためには、応答フレームが無線リンクを占有する時間を、少なくとも135μｓｅｃ（最小値）以上となるようなフレーム長を決定する必要がある。
【００３２】
たとえば図４（Ａ）に示すように、伝送レートが54Mbps、応答フレーム長を８byte（占有時間が３２μｓ）として、無線端末Ｈ１、Ｈ２にそれぞれの上記タイミングで応答要求フレームを送信しても、無線端末Ｈ１のバックオフ時間が0μｓｅｃ、無線端末Ｈ２のバックオフ時間が135μｓｅｃとなるときは、無線端末Ｈ１、Ｈ２の応答フレームは衝突しない。
【００３３】
これに対し、図４（Ｂ）に示すように、応答フレーム長をたとえば1472byteと十分大きく決定すれば応答フレームが無線リンクを占有する時間は248μｓｅｃとなり、フレーム衝突を発生させることができる。なお、図４（Ｂ）では応答要求フレーム長を1472byteと十分大きく設定する例を示しているが、初期バックオフ時間を越える範囲で無線リンクを占有する限り、応答要求フレーム長をさらに小さく設定することも当然に可能である。一般に、試験パケット等のシステム制御・管理用のトラフィックが増加すれば、周波数利用効率を低下させるため、可能な限り小さく抑えることが重要となる。本例では無線端末Ｈ１、Ｈ２の応答フレーム長をそれぞれ同一の値に決定しているが、これらの値は、必ずしも同一の値である必要はなく、応答フレームが確実に衝突するような値であればよい。
【００３４】
ここで通信遅延の測定の際、バックオフ機能を無効にしないで（有効な状態で）測定を行った場合は、たとえば初期バックオフ時間の大きさの２倍以上無線リンクを占有するようにフレーム長を決定してもよい。
【００３５】
また上記説明では無線端末Ｈ１、Ｈ２から取得した伝送レートを用いてフレーム長および送信タイミングを決定しているが、伝送レートは基地局が無線端末毎にそれぞれ個別に指定するようにしてもよい。この場合は、応答要求フレームに無線端末が応答に使用する伝送レートを指定し、無線端末は指定された伝送レートで応答フレームを返信するものとする。なお、無線端末Ｈ１、Ｈ２から取得した伝送レートを用いる場合は、応答要求フレームを送信する際、伝送レートを明示的に指示しなくてよい。
【００３６】
また上記説明では、先に通信遅延が200μｓｅｃの無線端末Ｈ２に対して応答要求フレームを送信し、その後100μｓｅｃ経過した後に通信遅延が100μｓｅｃの無線端末Ｈ１に対して応答要求フレームを送信したが、本発明はこれに限定されず、無線端末Ｈ１、Ｈ２への送信タイミングは任意の方法で決定することができる。この場合、送信タイミングの差と、通信遅延の差とを、応答フレームのフレーム長の決定に反映させればよい。たとえば各無線端末の通信遅延時間が同一のときは、送信タイミングの差を、応答フレームのフレーム長に反映させればよい。要するに、無線端末Ｈ１、Ｈ２が仮に隠れ端末関係にあったとした場合にそれぞれからの応答フレームが衝突するようなフレーム長および送信タイミングを決定すればよい。
【００３７】
次に、障害検出部１４は、無線端末Ｈ１、Ｈ２から応答フレームが受信されたかどうか（応答フレームの衝突が生じたかどうか）を判定する（S２５）。ここで、無線端末Ｈ１、Ｈ２は隠れ端末の配置となっていないためキャリアセンスが有効に機能する。したがって、無線端末Ｈ１、Ｈ２はそれぞれ一方が応答フレームを送信中は他方が応答フレームの送信を回避するため、フレーム衝突は発生しない。すなわち障害検出部１４は、無線端末Ｈ１、Ｈ２からの応答フレームの衝突を検知しない。したがって障害検出部１４は、無線端末Ｈ１、Ｈ２は隠れ端末の関係にない（隠れ端末障害は発生していない）と判定する（S２６）。
【００３８】
たとえば図５に示すように、無線端末Ｈ１のバックオフ時間が０μｓｅｃで無線端末Ｈ２のバックオフ時間が１３５μｓｅｃのとき、無線端末Ｈ１が先に応答フレームの送信を開始するが、無線端末Ｈ２はキャリアセンスによりこれを検知するため、無線端末Ｈ１による送信中は、応答フレームの送信を回避する。無線端末Ｈ２は無線端末Ｈ１による送信電波がないことを検知した後、ＤＩＦＳおよびバックオフ時間（１３５μｓ）の間、キャリアセンスにより電波が検出されないことを確認して、応答フレームを送信する。従って、無線端末Ｈ１、Ｈ２のそれぞれの応答フレームは正常に受信され、障害検出部１４は、無線端末Ｈ１、Ｈ２は隠れ端末の関係にない（隠れ端末障害は発生していない）と判定する（S２６）。
【００３９】
以上に説明した例において、基地局Ａが無線端末Ｈ１、Ｈ２とICMP Echoフレームを送受信する処理の流れを図６に示す。隠れ端末の配置ではない無線端末Ｈ１、Ｈ２を試験対象とした場合、隠れ端末障害が発生していないことが正しく検出されることが理解される。
【００４０】
以下、基地局Ａにおいて無線端末Ｈ２とＨ３を試験対象とし、無線端末Ｈ２、Ｈ３が隠れ端末障害を引き起こす関係にあるか否かを検査する処理の流れ（実施例２）について説明する。基地局Ａによる処理の流れを図７のフローチャートに示す。この処理はたとえばユーザから無線端末Ｈ２、Ｈ３を指定した試験開始指示が入力されることにより行われる（図１参照）。
【００４１】
まず、基地局Ａの情報取得部１１は、無線端末Ｈ２、Ｈ３が無線通信に使用する物理インタフェース仕様として、各々の伝送レートを取得する（S２１）。
【００４２】
次に、通信遅延測定部１２は、基地局Ａと各無線端末Ｈ２、Ｈ３の間の通信遅延を測定する（S２２）。なお、通信遅延測定に関するICMP Echoフレームの送受信処理の流れは実施例１にて示した図３と同様である。
【００４３】
次に、無線端末Ｈ２、Ｈ３の伝送レートおよび通信遅延と、初期バックオフ時間の範囲とに基づいて、応答要求フレームに対する応答フレームが確実に衝突する応答フレーム長と、応答要求フレームの送信タイミングとを、無線端末毎に決定する（Ｓ２３）。そして応答要求フレーム送信部１３は、決定した応答フレーム長の応答フレームを返信することを要求する応答要求フレームを、それぞれの送信タイミングで無線端末Ｈ２、Ｈ３に送信する（S２３）。
【００４４】
ここで、基地局Ａおよび無線端末Ｈ２、Ｈ３はIEEE802.11a規格を使用しており、伝送レートが54Mbpsであったとする。また、無線端末Ｈ２、Ｈ３の通信遅延がそれぞれ、100μｓｅｃ、200μｓｅｃであったとする。基地局Ａは、たとえば仮にバックオフ時間が同じであったとした場合に無線端末Ｈ２、Ｈ３が同時に応答フレームを送信するように、先に無線端末Ｈ３に対して応答要求フレームを送信し、その後100μｓｅｃ経過した後に無線端末Ｈ２に対して応答要求フレームを送信するように送信タイミングを決定する。
【００４５】
この際、上述したように、IEEE802.11a規格では、無線端末がデータを送信する前にキャリアセンスを行なう初期バックオフ時間を0〜135μｓｅｃの範囲でランダムに決定しており、これが新たに通信遅延となって生じる。従って、無線端末Ｈ２、Ｈ３の応答フレームを確実に衝突させるためには、応答フレームが無線リンクを占有する時間を、少なくとも135μｓｅｃ以上となるようなフレーム長を決定する必要がある。ここでは、伝送レートが無線端末Ｈ２、Ｈ３とも54Mbpsであるため、応答フレーム長をたとえば1472byteと決定すれば応答フレームが無線リンクを占有する時間は248μｓｅｃとなり、フレーム衝突を発生させることができる（図４（Ｂ）参照）。
【００４６】
次に、障害検出部１４は、無線端末Ｈ２、Ｈ３から応答フレームが受信されたかどうか（応答フレームの衝突が生じたかどうか）を判定する（S２５）。ここで、無線端末Ｈ２、Ｈ３は隠れ端末の配置となっておりキャリアセンスが不能であることから、無線端末Ｈ３は応答フレームの送信を回避せず、フレーム衝突が発生する（図４（Ｂ）参照）。従って、障害検出部１４は、無線端末Ｈ２、Ｈ３のそれぞれの応答フレームの衝突を検知し、障害検出部１４は、無線端末Ｈ２、Ｈ３に隠れ端末障害が発生していると判定する（S２７）。
【００４７】
なお、フレーム衝突の判定は、例えば、応答要求フレームの送信から、ある一定の時間内にフレーム受信を検出できなかった場合に衝突したと判定する方法が利用できる。また、IEEE802.11規格では、干渉等によりフレーム損失が発生した場合には再送を行なう。そこで、再送フレームはヘッダ部のRetryフィールドが1に設定されることから、受信したフレームのRetryフィールドを参照し、Retryフィールド値によって再送フレームであるか否かを判定し、再送フレームである場合には衝突が発生したと判定することも可能である。IEEE802.11規格のデータフレーム形式を図９に示す。
【００４８】
以上に説明した実施例２において、基地局Ａが無線端末Ｈ２、Ｈ３とICMP Echoフレームを送受信する処理の流れを図８に示す。なおここでは初期バックオフ時間の表記については省略している。隠れ端末の配置である無線端末Ｈ２、Ｈ３を試験対象とした場合、隠れ端末障害が発生していないことが正しく検出されることが理解される。
【００４９】
以下、障害検出部１４が送信するICMP Echo Requestを、ユニキャストではなくマルチキャストにより送信する場合の処理（実施例３）について説明する。
【００５０】
マルチキャストとは、ユニキャストが１台の無線端末にデータを送信するのに対し、複数の無線端末で構成された特定のグループにデータを送信する通信形態のことである。具体的には基地局Ａがある特定のマルチキャストアドレス宛にフレームを送信し、例えば、図１の無線端末Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の内、無線端末Ｈ１とＨ２の組だけ、もしくは、無線端末Ｈ２のＨ３の組だけがそのマルチキャストアドレス宛のフレームの受信処理を行なう。
【００５１】
以下、無線端末Ｈ２とＨ３を試験対象として、無線端末Ｈ２、Ｈ３が隠れ端末障害を引き起こす関係にあるか否かを検査する場合の基地局Ａの処理について説明する。基地局Ａによる処理の流れを図７のフローチャートに示す。
【００５２】
基地局Ａの情報取得部１１は、無線端末Ｈ２とＨ３が無線通信に使用する物理インタフェース仕様として、各々の伝送レートを取得する（S２１）。
【００５３】
次に、通信遅延測定部１２は、基地局Ａと各無線端末Ｈ２、Ｈ３の通信遅延を測定する（S２２）。なお、通信遅延の測定は、ユニキャストでICMP Echoを送受信するものとする。また、通信遅延測定に関するICMP Echoフレームの送受信処理の流れは実施例１にて示した図３と同様である。
【００５４】
次に、応答要求フレーム送信部１３は、無線端末Ｈ２、Ｈ３の伝送レートおよび通信遅延と、初期バックオフ時間範囲とに基づいて、応答要求フレームに対する応答フレームが確実に衝突するフレーム長を無線端末Ｈ２、Ｈ３に共通に決定する（S２３）。なお応答要求フレームの送信タイミングは、マルチキャストのため、無線端末Ｈ２、Ｈ３のそれぞれで同一となる。
【００５５】
ここで、基地局Ａおよび無線端末Ｈ２、Ｈ３はIEEE802.11a規格を使用しており、伝送レートが54Mbpsであったとする。また、無線端末Ｈ２、Ｈ３の通信遅延がそれぞれ、100μｓｅｃ、200μｓｅｃであったとする（無線端末のバックオフ機能を停止させて測定したものとする）。また、上述のように、IEEE802.11a規格では、無線端末がデータを送信する前にキャリアセンスを行なう初期バックオフ時間を0〜135μｓｅｃの範囲でランダムに決定しており、これが新たに通信遅延となって生じる。この時、無線端末Ｈ２が応答フレームを無線リンク２に送出するまでに要する時間の最小値は100μｓｅｃ＋0μｓｅｃ＝100μｓｅｃとなり、無線端末Ｈ３が応答フレームを無線リンク２に送出するまでに要する時間の最大値は200μｓｅｃ＋135μｓｅｃ＝335μｓｅｃとなる。従って、無線端末Ｈ２、Ｈ３の応答フレームを確実に衝突させるためには、応答フレームが無線リンクを占有する時間を、少なくとも335μｓｅｃ−100μｓｅｃ＝235μｓｅｃ以上となるようなフレーム長を決定する必要がある。ここでは、伝送レートを54Mbpsと設定しているため、応答フレーム長をたとえば1472byteと決定すれば応答フレームが無線リンクを占有する時間は248μｓｅｃとなり、フレーム衝突を発生させることができる。この様子を図１０（Ｂ）に示す。これに対し、応答フレーム長をたとえば8byteと決定した場合は、占有時間が235μsecより十分小さく、図１０（Ａ）に示されるように、フレーム衝突を発生させることができない。上記では無線端末のバックオフ機能を停止させて測定した場合を想定したが、バックオフ機能を有効にして測定した場合は、たとえば応答フレームが無線リンクを占有する時間を少なくとも、上記235μｓｅｃに初期バックオフ時間の大きさ135μｓｅｃをさらに加えた370μｓｅｃとすることができる。
【００５６】
なお、無線端末Ｈ２ 、Ｈ３の通信遅延の差が大きい場合には、フレーム長の上限に制限があるため、応答要求フレーム長を大きくするだけではフレーム衝突を発生するだけの無線リンク占有時間を確保できない可能性がある。この場合、無線端末Ｈ２、Ｈ３の伝送レートを引き下げることで、応答フレームが無線リンクを占有する時間をさらに拡大し衝突を発生することができる。伝送レートを引き下げる方法として、例えば、基地局Ａが各無線端末Ｈ２、Ｈ３に対して送信する応答要求フレームのペイロード内に無線端末Ｈ２、Ｈ３が使用すべき伝送レートを記載して通知することで、基地局Ａが明示的に指示する方法が利用できる。
【００５７】
次に、応答要求フレーム送信部１３は、応答要求フレーム長を1472byteに設定し、無線端末Ｈ２、Ｈ３が所属するマルチキャストアドレス宛に応答要求フレームを送信する（S２４）。すなわち無線端末Ｈ２、Ｈ３に応答要求フレームを同時に送信する。ここで、マルチキャストアドレスを例に説明しているが、基地局Ａに接続している無線端末が2台の場合は、ブロードキャスト（同報通知）でICMP Echo Requestを送信する方法でも代用できる。
【００５８】
次に、障害検出部１４は、無線端末Ｈ２、Ｈ３からの応答フレームに衝突があったか否かを判定する（S２５）。ここで、無線端末Ｈ２、Ｈ３は隠れ端末の配置となっており互いの電波に対するキャリアセンスが不能であることから、無線端末Ｈ３は応答フレームの送信を回避せず、フレーム衝突が発生する（図１０（Ｂ））。従って、無線端末Ｈ２、Ｈ３のそれぞれの応答フレームの衝突を検知し、障害検出部１４は、無線端末Ｈ２、Ｈ３間に隠れ端末障害が発生していると判定する（S２７）。
【００５９】
なお、上述したように、フレーム衝突の判定は、例えば、ある一定の時間内にフレーム受信を検出できなかった場合に衝突したと判定する方法が利用できる。また、IEEE802.11規格では、干渉等によりフレーム損失が発生した場合には再送を行なう。そこで、再送フレームはヘッダ部のRetryフィールドが1に設定されることから、受信したフレームのRetryフィールドを参照し、Retryフィールド値によって再送フレームであるか否かを判定し、再送フレームである場合には衝突が発生したと判定することも可能である。
【００６０】
以上に説明した実施例３において、基地局Ａが無線端末Ｈ１、Ｈ２とICMP Echoフレームを送受信する処理の流れを図１１に示す。なお初期バックオフ時間の表記については省略している。図１１から理解されるように、隠れ端末の配置である無線端末Ｈ２、Ｈ３を試験対象とした場合に、試験対象に隠れ端末障害が発生していることを、マルチキャストによる応答要求フレームを用いて検出することができる。
【００６１】
以上のように、本発明の実施形態によれば、無線LANシステムにおいて隠れ端末関係にある無線端末を高い精度で検出することが可能となる。すなわち、本実施形態は、特許文献１の従来方式が採用している、無線端末同士が直接、応答要求フレームの送受信を試みて隠れ端末関係の有無を判定する方式とは異なり、基地局が無線端末に応答要求フレームを送信し、実際に干渉を生じるか否かで隠れ端末関係の有無を判定する方式である。従来方式には判定精度が低下する問題があることに対して、本方式は、実際に無線端末の組が干渉を生じるか否かという本質を直接判定する方式であり、確実に隠れ端末関係の有無を検出できる優位性がある。また、本方式は、無線端末同士の直接の通信を許容しないIEEE802.11規格のインフラストラクチャモード仕様に違反していないことから、既存のハードウェアあるいはソフトウェアを改良することなく再利用することが可能であり、実装コストが低く安価に実現できるという優位性もある。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態に係わる通信システムの構成例を示す図。
【図２】同通信システムにおける基地局Ａの構成例を示すブロック図。
【図３】基地局Ａが無線端末Ｈ１、Ｈ２の通信遅延を測定するためにICMP Echoフレームを送受信する処理の流れを示す図。
【図４】応答フレームのフレーム長を決定する方法を説明する図。
【図５】隠れ端末の関係になり無線端末同士ではキャリアセンスが有効に働くためフレーム衝突が生じないことを説明する図。
【図６】基地局Ａが無線端末Ｈ１、Ｈ２とICMP Echoフレームを送受信する処理の流れを示す図。
【図７】基地局の動作の流れを説明するフローチャート。
【図８】基地局Ａが無線端末Ｈ２、Ｈ３とICMP Echoフレームを送受信する処理の流れを示す図。
【図９】IEEE802.11規格のデータフレーム形式を示す図。
【図１０】マルチキャストにより応答要求フレームを送信する場合に応答フレームのフレーム長を決定する方法を説明する図。
【図１１】基地局Ａが無線端末Ｈ１、Ｈ２とマルチキャストによりICMP Echoフレームを送受信する処理の流れを示す図。
【符号の説明】
【００６３】
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３：無線端末
Ａ：基地局
１：ネットワーク
１１：情報取得部（伝送レート取得手段）
１２：通信遅延測定部
１３：応答要求フレーム送信部（伝送レート決定手段、タイミングおよびフレーム長手段、フレーム送信手段）
１４：障害検出部
１５：無線通信部
１６：通信部
【図１】
2010124056.tif 000003
【図２】
2010124056.tif 000004
【図３】
2010124056.tif 000005
【図４】
2010124056.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010124056.tif 000008
【図７】
2010124056.tif 000009
【図８】
2010124056.tif 000010
【図９】
2010124056.tif 000011
【図１０】
2010124056.tif 000012
【図１１】
2010124056.tif 000013